证据验证：早期动物进化与气候剧变相关

邓文龙

证据验证：早期动物进化与气候剧变相关

2012年10月02日 07:50:52

来源： 科技日报

    包括中、美两国科学家在内的国际研究小组12-9月26日表示，他们发现了将极端的气候变化、空气含氧成分增加与早期动物进化连接起来的新证据。中国地质大学的科学家参与了该项研究。

    长期以来，人们推测大气中氧气成分的突然增加是早期动物进化的诱发因素。不过，动物进化和环境之间的因果关系一直只是激烈争辩的话题，相关的研究因为缺乏直接证据而受到阻碍。

    在9月27日出版的《自然》杂志上，美国内华达大学科学家领导的国际研究小组首次提供了早期动物多样化趋势与地球系统过程变化两者间直接相关联的证据。他们认为，化石记录显示，大约在6.35亿年前，动物和水藻明显增加。对从中国南部发掘的富含生物岩石进行分析，科学家发现，同时期在严酷的冰川之后，海洋含氧量突然出现峰值。

    美国加州大学生物地质化学教授蒂莫西·莱昂斯表示，长期以来，人们推测地球历史上在经历最剧烈的气候变化后，地球的含氧量发生变化，新完成的研究首次为该推断提供了真实的证据。研究小组在分析采自中国南部陡山沱地层泥岩中代表早期含氧量的微量元素和硫同位素后，发现微量元素的浓度达到高峰，说明当时在全球范围内，海水中具有更高的含氧量。

    曾在加州大学攻读研究生、目前在加州理工的诺亚·普兰纳夫斯基说，他们获得了陡山沱地层泥岩中钼和钒的含量，结果显示全球海洋含氧丰富。而含氧丰富的海洋是早期动物多样化的环境保障。

    中国南部泥岩中高微量元素含量与现在海洋沉积物中相当，这表明大约在6.35亿年前，海洋大气系统中的氧成分出现了巨增。根据研究人员的分析，氧含量增加很可能是由于被埋藏的有机碳在增加，这其中的原因是寒冷冰川过后出现更多养分的结果。

    莱昂斯和普兰纳夫斯基曾在过去的研究中争辩说，同大量冰川相关的养分过量可能导致大量碳被埋和氧化。来自光合生物的有机碳被埋于海洋沉积物可导致大量的氧被释放到海洋大气系统中。莱昂斯表示，中国南部泥岩中获得的新的微量元素证据看上去证实了这些假设。

    圈点

    每种动物都有它的最低氧浓度要求，这是物种选择特定纬度地区生活的原因。如果毫无准备地将氧浓度下降一半，一般都会受不了；同理，氧含量剧增也会成为进化的“催化剂”。而今这项证据，似乎更好地说明了为何早期复杂多细胞动物生命出现的前后，正逢大气氧含量从百分之几的水平迅速增长到百分之二十几。人们分辨生物细胞与氧气的关联，去了解动物并最终了解人类是怎样进化的，以及哺乳动物是否正是在氧浓度的波动中，逐步掌握了对地球的统治权。（记者毛黎）